广设太阳能板可能导致干旱？ 专家：沙漠荒地研究不适用海岛

mikeyip

广设太阳能板可能导致干旱？　专家：沙漠荒地研究不适用海岛

▲台湾南部水情拉警报，干旱状况是否因广设太阳能板所引起？专家学者认为应以目前科学现况为前提的气象科学角度来判断。示意图为曾文水库。

广设太阳能板，可能导致干旱吗？台大大气科学系教授陈正平、中研院环境变迁研究中心研究员林传尧、成大建筑系特聘教授暨规划与设计学院副院长林子平等专家解释，「反照率越高降水就越少」的论述，放在全球尺度或许可以成立，但对局部小区域而言，反照率与降雨之间的关系非常微弱。

专家也指出，热岛效应受到周围环境影响的差异很大，网路舆论所引用的研究，其量测地为沙漠荒地，因沙漠日夜温差大，夜间降温非常快，因此很容易观察到热岛效应。但台湾地表并没有沙漠荒地，因此难以直接适用。

近期舆论热议「广设太阳能板可能会导致干旱」，台湾科技媒体中心指出，目前主要的有两个论述：第1个是太阳能板会反射光和热至大气层（反照率），让台湾上空没有冷空气，以致于水气无法凝结为水滴；第2个是引用《科学报吿》（Scientific Reports）期刊所刊登，2016年美国马里兰大学的研究，指出大规模太阳能板可能引发热岛效应，太阳能发电站周围的温度高出3～4度，且减少降水。

台湾大学大气科学系教授陈正平说明，太阳能板的确会反射阳光，但没有太阳能板时，地表也会反射阳光（有反照率）。反照率越高反射越强，地表加热效应越低；相反地，反照率越低，地表吸收越多热能。因此，讨论前需先厘清，「有、无太阳能板」何者的反射较强？一般而言，太阳能板反照率，低于沙地、水泥地，高于水体、森林。

陈正平指出，太阳能板吸收的太阳能（包含光和热），一部份转为电能，另一部份变成热能，后者会加热地表与大气。因此，在比较太阳能板与地表的太阳加热作用时，考虑的参数是已经扣掉转换为电能部分的「有效反照率」。据此，在太阳能量相同的情况下，低效能太阳能板，因转换为电能的比率较低，转为热能加热地表的比率较高，容易造成光电热岛效应；反之，高效能太阳能板转换电能的比率较高，反而有机会造成光电「冷」岛效应。

对于「反照率越高降水就越少」的论述，陈正平认为，以全球尺度而言应该是可以成立的，但对小范围的单一地区就不一定适用。因为小范围的单一地区的降水，主要会先受其他气象、地理因素的影响。

▲时序进入5、6月梅雨季，台湾急需梅雨锋面解渴，但气象局长郑明典日前表示，罕见副热带高压串连一整片，挡住梅雨锋面。（图／记者李毓康摄）▼台南出现38.8度的高温。（图／翻摄气象局官网）

中央研究院环境变迁研究中心研究员林传尧说明，「降水」首先要有成云致雨的条件，除了水气来源，大气环境的热力或动力条件，也要能够提供足够的上升运动或对流条件，如：气流辐合、锋面、地形抬升、地表加热等。由于台湾是海岛，明显受海、陆风调节影响，太阳能板面积相对于国土面积还是太小，并且散布各处，现阶段应没有大到足以改变台湾上空气温的条件。

林传尧说明，《科学报告》研究的量测所在地是沙漠荒地，与台湾的环境条件不同。沙漠日夜温差大，夜间降温非常快，因此很容易观察到热岛效应，但台湾地表并没有如研究中的沙漠荒地。然而，地表水气蒸散可以降低大气温度，太阳能板的存在可能影响地表土壤水气的蒸散量，但影响程度与所在土地类别有关，有待进一步研究。

林传尧再引用过去研究提到，台北盆地热岛效应影响降雨的研究，主要是「假设当台北盆地土地利用产生的『人为热』都达每平方公尺200瓦」，并以这个极端数字作为案例来模拟对降雨的影响。都市热岛效应影响降雨的方式，是透过改变大气热力条件与大气稳定度，来改变降雨的位置跟强度，但必须有够大的面积，且所在位置足以改变热力对流。但目前，太阳能板设置面积与单位热源，应该还不足以达到改变降雨的条件。

成功大学建筑学系特聘教授暨规划与设计学院副院长林子平说明，太阳能板的反射对降雨影响不大，反照率高低也没有绝对的好坏。他解释，如果从地球能量平衡的角度来看，地表的反照率愈高，愈有助于地球降温。因此，有许多国家及地区在推动高反射的屋顶、铺面，就是希望能让太阳的热量反射回宇宙，帮地球降温。

林子平也提醒，太阳能板因吸热造成邻近气温改变才是关键，但这取决于光电板设置的地点。林子平认为，要留意的并非太阳能板面反射量造成大气及降雨的影响，关键的议题是，板面吸热后，将造成材料及环境的升温。因材料表面升温后所释放的辐射属于长波（波长>3000奈米），它的能量虽然比短波为小，但恰好可以增加空气粒子的动量，让太阳能板场址邻近的环境气温升高。

不过，林子平也说，太阳能板会不会因此造成都市热岛效应，要从它设置在哪里来决定。如果是地面型光电，因光电板、支架、地面都是人工材料，所以会比原来的自然地表吸收更多的热量，使周围气温微幅上升。但通常地面型的光电板常设置在建筑物较少的郊区，且风速较大能有效散热，所以不致于产生严重的都市热岛效应。此外，若设计得当，屋顶型太阳能板可以创造墙面、窗户、屋顶的阴影，或阻绝太阳光进入室内，让室内降温。

▲广设太阳能板，有可能会导致干旱吗？近日网路舆论沸腾。示意图为台南市消防局「太阳光电设施专业抢救教育训练」。（图／记者林悦翻摄）

图文摘自    网络